CN103525101B - 一种可温拌的新型沥青混合料改性剂、其制备方法及其混合料的制备方法 - Google Patents

一种可温拌的新型沥青混合料改性剂、其制备方法及其混合料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可温拌的新型沥青混合料改性剂、其制备方法及其混合料的制备方法，该可温拌的新型沥青混合料改性剂含有合成树脂、不饱和脂肪酸、润滑剂、多孔性材料、阳离子表面活性剂、稳定剂、抗氧化剂，制备时按比例投入各组分，将反应釜预热温度至80～130℃，搅拌使之充分混合均匀，后自然冷却至常温，即得可温拌的新型沥青混合料改性剂。由本发明制得的可温拌的新型沥青混合料改性剂制备的沥青混合料各项性能指标均能满足规范要求，且能实现混合料拌和温度较热拌沥青混合料降低30～45℃，大幅度降低能源消耗以及减少环境污染。

Description

一种可温拌的新型沥青混合料改性剂、其制备方法及其混合 料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种可温拌的新型沥青混合料改性剂及其应用混合料，特别涉及一种具有温拌、抗车辙、抗水损害、抗低温开裂、无污染、制备工艺简便的可温拌的新型沥青混合料改性剂、其制备方法及其和混合料的制备方法，属于道路工程材料领域。
背景技术
随着社会经济发展以及人们环保意识的增强，对沥青路面性能提出了更高的要求。热拌沥青混合料(HMA)的路用性能突出，也是目前使用最为广泛的一种沥青混合料，但是传统的热拌沥青混合料在拌和、摊铺和碾压成型过程中均需维持较高的温度，因此热拌沥青混合料也日益暴露出许多问题，如生产和施工过程中会排放大量的有害气体和粉尘，造成严重的环境污染；能源消耗大；沥青老化导致混合料路用性能降低；施工受气候影响大；这些与我国建设节能生态型社会是背道而驰的。
目前的改性沥青的方法基本是物理改性，如加入苯乙烯系热塑性弹性体，该方法在制备过程中需长时间高温剪切、搅拌；能耗大且容易造成沥青老化，另外制得的改性沥青稳定性差不易存储，这也限制了其进一步应用。
在沥青混合料制备过程中，为了达到各项性能指标往往需要分别加入多种改性剂如：聚合物、抗剥落剂、抗车辙剂，这势必会大幅度增加道路建设成本。
专利号为CN102061098A(一种沥青混合料温拌改性剂及其制备方法)，公布一种通过加入FT蜡、有机物、聚异丁烯实现降低沥青混合料拌和温度10～30℃，减少有害气体排放的效果；但该方法拌和温度较热拌混合料降低不明显，且改性效果不突出。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种制备工艺简单、性能稳定、环保，同时具备多种功效的新型沥青混合料改性剂、其制备方法及其混合料的制备方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
一种可温拌的新型沥青混合料改性剂，其组成成分按质量比例计算如下：
上述一种可温拌的新型沥青混合料改性剂，其中所述的合成树脂为聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、环氧树脂、聚氨酯、不饱和聚酯、酚醛树脂、ABS树脂、脲醛树脂等中的一种或几种。
上述一种可温拌的新型沥青混合料改性剂，其中所述的不饱和脂肪酸为亚油酸、花生四烯酸、亚麻酸、油酸、棕榈酸等中的一种或几种。
上述一种可温拌的新型沥青混合料改性剂，其中所述的润滑剂为氯化石蜡、液体石蜡、OPE蜡、聚乙烯腊、金属皂、单硬脂酸甘油酯、硬脂酸、羟基硬脂酸、硬脂醇、褐煤酸及其衍生物、硬脂酰胺、油酸酰胺、脂肪酰胺、OPE双硬脂酰胺等中的一种或几种。
上述一种可温拌的新型沥青混合料改性剂，其中所述的多孔性材料为天然沸 石、人工沸石、4A分子筛、硅藻土、二氧化钛、三氧化二铝、氧化锌、炭黑、二氧化硅、煤渣中的一种或几种。
上述一种可温拌的新型沥青混合料改性剂，其中所述的阳离子表面活性剂为阳离子改性硅油、JY-R1型阳离子快裂乳化剂、JY-R2型阳离子中裂乳化剂、JY-C2型阳离子中裂乳化剂中的一种或几种。
上述一种可温拌的新型沥青混合料改性剂，其中所述的稳定剂为双(马来酯单乙酯)二正辛基锡、双(硫基醋酸异辛酯)二正基锡、羧酸金属皂、亚磷酸酯、2-(2′-羟基-3′，5′-二叔丁基苯基)-5-氯化苯并三唑、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或几种。
上述一种可温拌的新型沥青混合料改性剂，其中所述的抗氧化剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基]季戊四醇酯、N-苯基-N′-异丙基-对苯二胺、辛基化二苯胺等中的一种或几种。
上述一种可温拌的新型沥青混合料改性剂，其制备方法如下；
(1)按质量比例称取各组分。
(2)将合成树脂、不饱和脂肪酸、润滑剂、多孔性材料、阳离子表面活性剂、稳定剂、抗氧化剂依次投入反应釜，将反应釜加热至80～130℃之间，然后进行搅拌，搅拌速度为300r／min，时间为15～30min；使之充分混合均匀，自然冷却至常温，即得本发明的所述的可温拌的新型沥青混合料改性剂。
上述一种可温拌的新型沥青混合料改性剂，其中，制成沥青混合料的方法：
先将基质沥青加热至115～145℃，然后投入一定比例的新型沥青混合料改性剂，在2000r／min转速下，搅拌30～60min，使改性剂与沥青混合均匀；在普通热沥青混合料生产方法的基础上将拌和温度降低30～45℃生产出沥青混合料。
上述一种可温拌的新型沥青混合料改性剂制成沥青混合料的方法，其中，所述可温拌的新型沥青混合料改性剂与基质沥青质量比为2～7：100。
有益效果：本发明所述的可温拌的新型沥青混合料改性剂具备优异的温拌功能，能大幅度降低改性沥青制备温度以及沥青混合料施工拌和温度，不仅可以有效防止沥青在加热使用过程中的老化，且能极大地减少有害气体的排放，保护环境，同时起到节能作用。另外作为一种多功效新型改性剂兼具有温拌、抗车辙、抗水损害、抗低温开裂，实现了“一材多用”的愿景。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明不限于这些实施例。
以下实施例如无特殊说明，搅拌速度均为300r／min。
实施例1
将按质量比例称取的22.4％环氧树脂(环氧当量230～270g／Eq)和35.8％酚醛树脂(游离酚含量<10％，游离醛含量<2％)、13.1％油酸(碘值≤125～135gI2／100g，酸值195～200mgKOH／g)、10.0％油酸酰胺(碘值≤80～95gI2／100g，酸值≤0.3mgKOH／g)、3.8％硅藻土(粒径100目)和4.4％二氧化钛(粒径200目)、7.0％型阳离子快裂乳化剂(购自于镇江金阳道路材料科技发展有限公司)、2.2％2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(购自于南京华立明化工有限公司)、1.3％辛基化二苯胺(购自于华星(宿迁)化学有限公司)依次投入到反应釜中，然后将反应釜加热至120℃，搅拌均匀后自然冷却至常温，即得本发明所述产品。
将基质沥青加热至115～145℃，然后投入新型沥青混合料改性剂，改性剂与基质沥青质量比为5.5：100，在2000r／min转速下，搅拌30～60min， 使改性剂与沥青混合均匀；该混合料可在普通热沥青混合料生产方法的基础上将拌和温度降低30～45℃，大大节约了生产成本。
实施例2
将按质量比例称取的28.4％聚乙烯(低密度聚乙烯，分子量2.5～5万)和31.1％酚醛树脂(游离酚含量<10％，游离醛含量<2％)、10.9％棕榈酸、12.1％液体石蜡(酸值≤0.05％mg KOH／g)、2.8％硅藻土(粒径100目)和4.8％炭黑(N550型)、6.4％JY-R1型阳离子快裂乳化剂(购自于镇江金阳道路材料科技发展有限公司)、2.2％2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(购自于南京华立明化工有限公司)、1.3％辛基化二苯胺(购自于华星(宿迁)化学有限公司)依次投入到反应釜中，然后将反应釜加热至100℃，搅拌均匀后自然冷却至常温，即得本发明所述产品。
将基质沥青加热至115～145℃，然后投入新型沥青混合料改性剂，改性剂与基质沥青质量比为4.9：100，在2000r／min转速下，搅拌30～60min，使改性剂与沥青混合均匀。
实施例3
将按质量比例称取的26.4％聚乙烯(低密度聚乙烯，分子量2.5～5万)和31.3％不饱和聚酯(酸值18～24mgKOH／g)、11.6％棕榈酸、5.3％液体石蜡(酸值≤0.05％mgKOH／g)和6.8％油酸酰胺(碘值≤80～95gI2／100g，酸值≤0.3mgKOH／g)、3％硅藻土(粒径100目)和5.1％炭黑(N550型)、6.8％JY-R2型阳离子中裂乳化剂(购自于镇江金阳道路材料科技发展有限公司)、2.3％亚磷酸酯(磷含量5.20～5.29％)、1.4％g2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(购自于南京华立明化工有限公司)依次投入到反应釜中，然后将反应釜加热至100℃，搅拌均匀后自然冷却至常温，即得本发明所述产品。
将基质沥青加热至115～145℃，然后投入新型沥青混合料改性剂，改性剂与基质沥青质量比为5.5：100，在2000r/min转速下，搅拌30～60min，使改性剂与沥青混合均匀。
实施例4
将按质量比例称取的25.7％聚乙烯(低密度聚乙烯，分子量2.5～5万)和30.5％不饱和聚酯(酸值18～24mg KOH／g)、14.0％亚油酸、4.8％单硬脂酸甘油酯(单甘酯含量42.6～48％)和7％硬脂酸(型号为1842，购自于如皋市双马化工有限公司)、2.9％硅藻土(粒径100目)和5.3％氧化锌(粒径150目)、6.6％JY-R2型阳离子中裂乳化剂(购自于镇江金阳道路材料科技发展有限公司)、1.9％亚磷酸酯(磷含量5.20～5.29％)、1.3％2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(购自于南京华立明化工有限公司)依次投入到反应釜中，然后将反应釜加热至120℃，搅拌均匀后自然冷却至常温，即得本发明所述产品。
将基质沥青加热至115～145℃，然后投入新型沥青混合料改性剂，改性剂与基质沥青质量比为5.8：100，在2000r/min转速下，搅拌30～60min，使改性剂与沥青混合均匀；在普通热沥青混合料生产方法的基础上将拌和温度降低30～45℃生产出沥青混合料。
实施例5
将按质量比例称取的25.9％聚乙烯(低密度聚乙烯，分子量2.5～5万)和30.1％聚丙烯(8303型)、11.7％亚油酸、5.1％单硬脂酸甘油酯(单甘酯含量42.6～48％)和7.8％硬脂酰胺(酸值3～6mgKOH／g)、3.1％硅藻土(粒径100目)和5.8％氧化锌(粒径150目)、7.0％JY-R2型阳离子中裂乳化剂(购自于镇江金阳道路材料科技发展有限公司)、2.1％亚磷酸酯(磷含量5.20～5.29％)、1.4％2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(购自于南京华立明化工有限公司) 依次投入到反应釜中，然后将反应釜加热至90℃，搅拌均匀后自然冷却至常温，即得本发明所述产品。
将基质沥青加热至115～145℃，然后投入新型沥青混合料改性剂，改性剂与基质沥青质量比为6.2：100，在2000r/min转速下，搅拌30～60min，使改性剂与沥青混合均匀；在普通热沥青混合料生产方法的基础上将拌和温度降低30～45℃生产出沥青混合料。
实施例6
将按质量比例称取的26.7％聚氨酯(CPU)和30.5％聚丙烯(8303型)、11.3％油酸(皂化值199～201mg／g，酸值195～200mg KOH／g)、4.6％单硬脂酸甘油酯(单甘酯含有42.6～48％)和7.5％聚乙烯腊(420P型)、2.7％硅藻土(粒径100目)和5.6％氧化锌(粒径150目)、7.5％JY-R2型阳离子中裂乳化剂(购自于镇江金阳道路材料科技发展有限公司)、2.2％亚磷酸酯(磷含量5.20～5.29％)、1.4％2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(购自于南京华立明化工有限公司)依次投入到反应釜中，然后将反应釜加热至80℃，搅拌均匀后自然冷却至常温，即得本发明所述产品。
将基质沥青加热至115～145℃，然后投入新型沥青混合料改性剂，改性剂与基质沥青质量比为5.8：100，在2000r/min转速下，搅拌30～60min，使改性剂与沥青混合均匀；在普通热沥青混合料生产方法的基础上将拌和温度降低30～45℃生产出沥青混合料。
表1为实施例1～实施例6所制得的多功效新型沥青混合料改性剂按照基质沥青重量的5％加入量得到改性沥青的效果。
由表1可以看出，基质沥青加入本发明所制得可温拌的新型沥青混合料改性剂，可大幅度提高软化点和延度，得到性能优异的改性沥青。
表2为加入实施例6制得的可温拌的新型沥青混合料改性剂所制备的沥青混合料的体积指标试验结果(采用AC-13级配)。
表3为加入实施例6制得的可温拌的新型沥青混合料改性剂所制备的沥青混合料的高温性能结果(采用AC-13级配)。
表4为加入实施例6制得的可温拌的新型沥青混合料改性剂所制备的沥青混合料的低温性能结果(采用AC-13级配)。
表5为加入实施例6制得的可温拌的新型沥青混合料改性剂所制备的沥青混合料的浸水马歇尔试验结果(采用AC-13级配)。
表6为加入实施例6制得的可温拌的新型沥青混合料改性剂所制备的沥青混合料的冻融劈裂试验结果(采用AC-13级配)。
由表2～表6可以看出，本发明制备的可温拌的新型沥青混合料改性剂所拌制的混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性均满足改性沥青混合料的各项指标要求，且能实现混合料拌和温度降低30～45℃。

Claims (3)

1.一种可温拌的新型沥青混合料改性剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：制备可温拌的新型沥青混合料改性剂，将按质量比例称取的22.4％环氧树脂，所述环氧树脂中环氧当量230～270g/Eq，和35.8％酚醛树脂，所述酚醛树脂中游离酚含量＜10％，游离醛含量＜2％、13.1％油酸，所述油酸中碘值为125～135gI2/100g，酸值195～200mgKOH/g、10.0％油酸酰胺，所述油酸酰胺中碘值为80～95gI2/100g，酸值≤0.3mgKOH/g、3.8％硅藻土，所述硅藻土粒径为100目和4.4％二氧化钛，所述二氧化钛粒径为200目、7.0％阳离子快裂乳化剂、2.2％2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、1.3％辛基化二苯胺依次投入到反应釜中，然后将反应釜加热至120℃，搅拌均匀后自然冷却至常温，即可。
2.一种可温拌的新型沥青混合料改性剂，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：将按质量比例称取的26.7％聚氨酯和30.5％聚丙烯、11.3％油酸，所述油酸皂化值199～201mg/g，酸值195～200mg KOH/g、4.6％单硬脂酸甘油酯，7.5％聚乙烯蜡、2.7％硅藻土和5.6％氧化锌、7.5％JY-R2型阳离子中裂乳化剂、2.2％亚磷酸酯，所述亚磷酸酯中磷含量5.20～5.29％、1.4％2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚依次投入到反应釜中，然后将反应釜加热至80℃，搅拌均匀后自然冷却至常温，即可；所述硅藻土粒径为100目，所述氧化锌粒径为150目。
3.可温拌的新型沥青混合料改性剂制成混合料的制备方法，将1500g的基质沥青加热至115～145℃，然后投入权利要求1或2所述新型沥青混合料改性剂，改性剂的加入量为沥青质量的5.5％，在2000r/min转速下，搅拌30～60min，使改性剂与沥青混合均匀；即可。
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